El disseny d'enginyeria és un procés creatiu exploratori, un procés d'anàlisi, síntesi, presa de decisions, avaluació i optimització segons determinats objectius. En aquest procés, es defineixen una sèrie de paràmetres de disseny i variables de disseny com ara càrrega, desplaçament, esforç, resistència, rigidesa i vida útil per descriure moltes coses d'enginyeria i proporcionar un gran nombre de càlculs numèrics per al disseny d'enginyeria; a més, els principis mecànics El disseny del pla, la formulació de l'estructura mecànica i el modelatge estructural, la selecció de materials, paràmetres i coeficients i la determinació dels procediments del procés requereixen que el personal tècnic i d'enginyeria faci inferències, raonaments i decisions basades en sobre l'experiència i la intel·ligència. A l'hora d'analitzar i dissenyar un sistema mecànic, cal establir un model matemàtic del sistema mecànic complex que es pugui utilitzar per a l'anàlisi i el disseny. En aquest moment, el sistema mecànic complex s'ha de simplificar o idealitzar, de manera que el model matemàtic simplificat i En comparació amb els sistemes mecànics reals, sovint hi ha errors o incerteses. Si s'ignoren determinats errors i incerteses durant la modelització d'un sistema mecànic i no s'inclouen a les dades esperades, és impossible que el dissenyador confiï en l'anàlisi basada en aquest model. i els dissenys es poden aplicar a sistemes mecànics reals.
Les incerteses que es troben en la pràctica de l'enginyeria inclouen principalment incertesa, no fixació, no fiabilitat, impredictibilitat, significat vague, variabilitat, incompletitud, desconegut però acotat i irregularitat, etc. Per exemple, anomenem la diferència entre el valor real i el valor aproximat d'una magnitud física un error. En mesuraments i càlculs reals, rarament o és impossible conèixer el valor real d'una magnitud física. Normalment només es coneix el valor aproximat de la magnitud física i el límit d'error. Per tant, l'error és una mena d'incertesa. En el disseny mecànic, per a l'anàlisi i el càlcul s'utilitzen generalment determinats paràmetres estructurals i determinats models matemàtics. En la pràctica de l'enginyeria, normalment hi ha errors i incerteses relacionats amb les càrregues, els paràmetres de rendiment del material, les dimensions geomètriques, els models de càlcul, les condicions inicials, les condicions de contorn i les unions de components estructurals. Encara que poden ser petites en la majoria dels casos, la combinació d'aquests errors i incerteses pot provocar grans desviacions o impredictibilitat en la resposta de l'estructura.
Hi ha diversos errors i incerteses en la maquinària. Alguns paràmetres tenen errors de fabricació, errors d'instal·lació o incerteses; alguns paràmetres tenen errors de càlcul i errors de mesura; alguns sistemes mecànics tenen característiques diferents quan es troben en condicions de treball diferents. Valors dels paràmetres; alguns paràmetres tenen un determinat rang de variació de paràmetres; alguns paràmetres no es poden mesurar ni donar amb precisió actualment.
Gairebé totes les variables de disseny porten un cert grau d'incertesa, i en l'anàlisi i el disseny d'enginyeria, es poden dividir en tres categories segons les seves fonts:
(1) Incertesa física En el disseny d'enginyeria, hi ha moltes magnituds físiques, com ara càrrega, propietats del material, dimensions geomètriques, etc., que es dispersen. Aquest tipus d'incertesa que està directament relacionada amb les magnituds físiques se sol anomenar incertesa de les magnituds físiques.
(2) Incertesa estadística L'anàlisi de les característiques de distribució de les variables i la determinació de les funcions de distribució són inseparables de l'estadística i del judici. Tanmateix, qualsevol estadística i judici es basa en mostres de variables i la capacitat de qualsevol mostra no pot ser infinita. El patró de distribució de qualsevol variable es determina mitjançant estadístiques i inferència. Per tant, el mètode estadístic de qualsevol paràmetre conté incertesa. Aquesta incertesa causada per l'estadística s'anomena incertesa estadística.
(3) Incertesa del model En el disseny i l'anàlisi d'enginyeria, s'ha d'establir un model de la relació entre les magnituds d'entrada i les de sortida. Els models solen establir-se en base a principis mecànics o experiència. Es poden establir models diferents per al mateix problema pràctic, i els models poden ser La certesa també pot ser incertesa. Tanmateix, en el disseny mecànic, les peces o sistemes mecànics són molt complexos i els models matemàtics ordinaris no poden reflectir completament les condicions estructurals reals. Diversos supòsits fets sobre el model i la simplificació de condicions de contorn complexes faran que el model contingui incerteses. La incertesa del model tindrà un gran impacte en els resultats de l'anàlisi del disseny mecànic i s'ha de prestar prou atenció.
